Von der DNA zum Organismus DNA – Träger der Erbinformation Vorüberlegung:            Welche Eigenschaften muss die Erbsubstanz haben? Die Erbsubstanz muss Informationen speichern können Die Erbsubstanz muss sich selbst reproduzieren können Die Erbsubstanz muss den Zellstoffwechsel steuern können Die Erbsubstanz muss mutieren können Die Erbsubstanz muss chemisch stabil sein

Von der DNA zum Organismus DNA – Träger der Erbinformation Beweise für die DNA als Erbinformationsträger Experiment von Griffith (1928): Übertragung von Lungenentzündung bei Mäusen Dazu: Präsentation von Tobias Merkle (Abi-jahrgang 05): „Frederick Griffith und sein Versuch“ ( 15 Punkte )

Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 Frederick Griffith wurde 1877 in Hale, einem Ort in Großbritannien geboren. Er verstarb 1941 in London. Er war Mediziner und Bakteriologe. Lange Zeit war er in London als Amtsarzt tätig. Er wurde durch sein Experiment mit Pneumokokken bekannt, das er 1928 durchführte. Sein Beweggrund für dieses Experiment war es, ein Mittel zu finden um die Lungenentzündung zu bekämpfen, die in der Nachkriegszeit des 1. Weltkriegs sehr verbreitet war. Die Lungenentzündung wird durch ein kugelförmiges Bakterium mit dem Namen „Streptococcus pneumoniae“ hervorgerufen. Bei der Betrachtung dieser Bakterien durch das Mikroskop lassen sich 2 verschiedene Typen feststellen: - Der S-Stamm, der eine Schleimhülle ausbildet der die Zelle wie einen Mantel umgibt. - Der R-Stamm. Dieser hat keine Schleimhülle und erschien im Gegensatz zum S-Stamm eher rau. Der R-Stamm entstand durch eine zufällige Mutation und verlor durch diese seine Virulenz. In seinen Versuchen injizierte er den Mäusen die Bakterien vom S-Stamm oder von dem R-Stamm bzw. beiden und beobachtete die Reaktion der Mäuse. Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 Ergebnis © 2004 by Tobias Merkle

Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 In seinem ersten Versuch wurden die Mäuse mit den Bakterien des R-Stamms infiziert: Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 => Alle Mäuse überlebten die Injektion dieser Bakterien: Ergebnis © 2004 by Tobias Merkle

Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 In seinem zweiten Versuch wurden die Mäuse mit den Bakterien des S-Stamms infiziert, die von einer Schleimhülle umgeben waren: Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 => Fast alle Mäuse starben nach der Injektion dieser Bakterien: Ergebnis © 2004 by Tobias Merkle

Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 In seinem dritten Versuch wurden die Mäuse mit den Bakterien des S-Stamms infiziert, die Griffith in diesem Versuch jedoch vorher abgekocht hatte. Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 => Alle Mäuse überlebten die Injektion der abgekochten S-Stamm Bakterien: => Wie wir in dem ersten Versuch gesehen haben, waren die R-Stamm Bakterien unschädlich. In dem zweiten Versuch sahen wir, dass die S-Stamm Bakterien für fast alle Mäuse tödlich waren. Nach dem Abkochen der S-Stamm Bakterien wurden diese jedoch unschädlich gemacht und alle Mäuse überlebten die Injektion der Bakterien. => Abgekochte S-Stamm Bakterien sind unschädlich Ergebnis © 2004 by Tobias Merkle

Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 Versuch No. 4 In seinem vierten Versuch injizierte Griffith den Mäusen eine Mischung aus abgetöteten S-Stamm Bakterien und lebenden R-Stamm Bakterien: Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 Versuch No. 3 => Griffith sah, das alle Mäuse starben. Doch warum starben die Mäuse ?? Versuch No. 4 Ergebnis Als er sich die Bakterien nach dem Mischen der R-Stamm Bakterien und der abgetöteten S-Stamm Bakterien nochmals unter dem Mikroskop ansah, musste er mit Verwunderung feststellen, dass in der Mischung lebende S-Stamm Bakterien vorhanden waren. © 2004 by Tobias Merkle

Da nach dem Mischen der getöteten S-Stamm Bakterien mit den lebenden R-Stamm Bakterien, lebende S-Stamm Bakterien in der Mischung vorhanden waren, musste die Eigenschaft der Virulenz (also der Tödlichkeit) von den abgetöteten S-Stamm Bakterien auf die eigentlich ungefährlichen R-Stamm Bakterien übergegangen sein. Die Tochterzellen der transformierten R-Stamm Bakterien sind tödlich. Diesen Vorgang nennt man TRANSFORMATION (Unter dem Begriff Transformation versteht man die Aufnahme von DNA aus der Umgebung) Über Griffith Versuch No. 1 Versuch No. 2 => Es musste bei Griffith Versuch No. 4 ein Molekül der S-Stamm Zellen überlebt haben, das die Erbinformation auf die R-Stamm Zellen weitergegeben hat. Es war die DNA. Die DNA der S-Stamm Zellen wurde auf die der R-Stamm Zellen übertragen. Dadurch wurden diese virulent und infizierten die Mäuse die an der Lungenentzündung verstarben. Versuch No. 3 Versuch No. 4 Ergebnis © 2004 by Tobias Merkle

Von der DNA zum Organismus DNA – Träger der Erbinformation Beweise für die DNA als Erbinformationsträger Experimente von Avery ( 1944): Übertragung von Lungenentzündung durch reine DNA Buch Seite 54

Von der DNA zum Organismus Bau der DNA Hierzu: Das Molekül ist die Botschaft aus: Larry Gonick & Mark Wheelis: Genetik in Cartoons Verlag Paul Parey Berlin und Hamburg 1985